Aula 09 - Parâmetros críticos

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Hidráulica II – 6CIV039
Aula 09:
Parâmetros críticos
Prof. Caio Victor Lourenço Rodrigues
2014
Prof. Caio Rodrigues 2
1. Introdução;
2. Profundidade crítica;
3. Energia específica crítica;
4. Velocidade crítica;
5. Declividade crítica;
6. Alturas alternadas em canais retangulares;
7. Exercícios.
Hidráulica II
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1. Introdução
Admitindo:
• canal retangular;
• α = 1.
Vazão específica (q):
q = Q/b
Q = q.b
V = Q/ (y.b)
q = V.y
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۳ = ܡ + ܙ૛
૛܏࢟૛
dEdy = 1 − qଶgyଷ dEdy = 0 qଶgyଷ = 1
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ܡ܋ = ܙ૛܏ ૚/૜ q = Q/bqଶgyଷ = 1
2. Profundidade crítica
A profundidade crítica é função da vazão pela largura 
do canal.
ܡ܋ = ۿ૛܊૛܏ ૚/૜
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۳܋ = ૜ܡ܋૛
3. Energia específica crítica
۳ = ܡ + ܙ૛
૛܏࢟૛
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4. Velocidade crítica
۳ = ܡ + ܙ૛
૛܏࢟૛
܄܋ = ܡ܋܏
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5. Declividade crítica
۷܋ = ܖ૛܏
ܡ܋
૚
૜ൗ
Canal retangular largo:
b >>> y
Rh = y
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• Aumento da declividade;
• Aumento da velocidade;
• Para manter vazão, redução da área molhada;
• Sem modificação da largura, redução da lâmina da
água;
• Pode ultrapassar o crítico;
• Lâmina menor que crítica, regime torrencial
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Io < Ic
V < Vc
Subcrítico (fluvial)
Fraca declividade
Io > Ic
V > Vc
Supercrítico (torrencial)
Forte declividade
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Equações para canais retangulares largos;
A variação da energia específica gera ondulações nos
canais.
Para canais retangulares não largos.
۷܋ = ࢔૛ࢍ࢟ࢉ ૛࢟ࢉ + ࢈࢟ࢉ࢈ ૝ ૜ൗ
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ܙ૛ = ૛܏۳ܡ૛ − ૛܏ܡ૜
ܙܕ܉ܠ = ૡ૛ૠ ܏۳૛
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6. Alturas alternadas em canais retangulares
۳ = ܡ + ܙ૛
૛܏࢟૛
۳ = ܡ + ࢟ࢉ૜
૛࢟૛
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۳
ܡ܋
= ܡ
ܡ܋
+ ܡ܋૛
૛ܡ૛
= ܎ ܡ
ܡ܋
۳ = ܡ + ࢟ࢉ૜
૛࢟૛
۳
ܡ܋
= ܎ ܡ
ܡ܋
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7. Exercício
01) Em um canal retangular de 3,0 m de largura,
declividade de fundo Io=0,0005 m/m, coeficiente de
rugosidade n=0,024, escoa, em regime uniforme, uma
vazão de 3,0 m³/s. Determine a energia específica e o
tipo de escoamento, e ainda, para a vazão dada, a
altura crítica, a energia específica crítica e a velocidade
crítica.
Resposta:
E = 1,38 m
Fr = 0,20 (fluvial/subcrítico)
yC = 0,47 m; Ec = 0,71 m; Vc = 2,15 m/s
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02) Um canal retangular tem 1,20 m de largura. Quais
são as duas profundidades nas quais é possível ter um
escoamento de 3,5 m³/s de água, com uma energia
específica de 2,86 m.
Resposta:
yc = 0,954m;
y1 = 2,81 m (fluvial);
y2 = 0,43 m (torrencial).
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Até a próxima aula!